# Cubeta de ondas: interferencia y difracción

> Ondas en la superficie del agua desde uno o dos focos, o pasando por una o dos rendijas: líneas nodales, interferencia y difracción.

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## Qué es y cómo se usa

Una cubeta de ondas es un recipiente con poca agua donde se generan ondas en la superficie: con un punto que vibra salen ondas circulares, y con una barra, ondas planas. Sirve para ver en dos dimensiones cosas que con la luz o el sonido son invisibles: la interferencia y la difracción.

Con dos focos que vibran a la vez, en unos puntos llegan dos crestas juntas y la onda es el doble de alta (interferencia constructiva) y en otros llega una cresta con un valle y el agua se queda quieta (destructiva). Los puntos quietos forman líneas nodales: hay un mínimo donde la diferencia de distancias a los focos es media longitud de onda, una y media, etc.

Cuando la onda pasa por una rendija, cada punto de la abertura se comporta como un foco nuevo (principio de Huygens) y la onda se abre hacia los lados. La difracción es más fuerte cuanto más estrecha es la rendija comparada con la longitud de onda. Prueba los montajes y cambia λ, la separación y la anchura.

## Ejemplo resuelto

**Dos focos separados 4 cm vibran en fase y producen ondas de 1,2 cm. ¿A qué ángulo está la primera línea nodal? ¿Cuántas líneas nodales hay en total?**

1. Primer mínimo: la diferencia de distancias es λ/2, así que d·sen θ = λ/2.
2. sen θ = 1,2 / (2 · 4) = 0,15, y θ ≈ 8,6°.
3. Hay mínimos para d·sen θ = (m + ½)·λ con |sen θ| ≤ 1: m + ½ ≤ d/λ = 3,33, así que m = 0, 1, 2.
4. Tres a cada lado: 6 líneas nodales.

**Solución:** La primera a unos 8,6° y 6 líneas nodales en total

## Preguntas frecuentes

### ¿Qué es una línea nodal?

El conjunto de puntos donde las ondas de los dos focos llegan siempre en oposición y se anulan: el agua no se mueve. Son hipérbolas con los focos como focos geométricos, porque en todas ellas la diferencia de distancias a los dos focos es la misma.

### ¿Cuándo se nota la difracción?

Cuando la abertura o el obstáculo tienen un tamaño parecido o menor que la longitud de onda. Por eso oímos detrás de una esquina (el sonido tiene λ de metros) pero no vemos detrás de ella (la luz tiene λ de menos de una micra).

### ¿Qué cambia el desfase entre los focos?

Desplaza todo el patrón: las líneas nodales giran hacia el foco que va retrasado. Así funcionan las antenas de barrido electrónico (phased arrays): cambiando el desfase entre muchas antenas se dirige el haz sin moverlas.

### ¿Por qué la amplitud baja al alejarse del foco?

Porque la energía de la onda se reparte en circunferencias cada vez más grandes. En dos dimensiones la energía va como 1/r y la amplitud como 1/√r; en tres (sonido, luz), la amplitud cae como 1/r.

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